混凝土灌注桩施工工艺及质量缺陷防治技术

内容提要：随着我国高等级公路的迅速发展，桩基础作为建筑工程的一部分，深桩基施工已成为桥梁施工的重中之重。本篇论文结合凤永高速公路泾河特大桥桩基施工，重点论述了钻孔灌注桩的施工工艺、成桩的质量缺陷和防治措施，以及施工当中出现的实际问题的解决方法。

关键词:灌注桩施工工艺质量控制缺陷防治

中图分类号：U443文献标识码： A 文章编号：

前言

在公路桥梁施工中，灌注桩和箱梁预制作为桥梁工程的一部分，已被广泛应用[1]。灌注桩按施工方法不同，可分为钻孔灌注桩和挖孔灌注桩。可如何确保桩基质量是桥梁工程的施工重点，尤其在黄土地层等不良地质地段。

1工程概况

陕西境凤翔路口（甘陕界）至永寿段高速公路是西部省际公路通道银川至武汉线的重要组成部分，同时也是陕西“米”字型公路主骨架网的重要组成路段。该项目建设对区域经济的发展，对实施西部大开发，促进东西部地区经济全面协调发展具有十分重要的作用。

凤永高速公路S2K67+510泾河特大桥，全长1806米，上构为39×40+8×30米先简支后连续预应力混凝土箱梁，箱梁共376片，下构基础为灌注桩基础，桩基共352根，多为嵌岩桩设计，少量摩擦桩设计，桩径分别为φ1.6和φ1.5米。桥址位于黄土残壑及泾河河谷，地质情况为黄土、亚粘土、卵石土、砂岩。针对地质条件，河床处桩基采用冲击钻钻孔，汽车吊吊放钢筋笼，混凝土由拌合站集中拌和，混凝土输送车运输，分层连续浇注或导管灌注水下混凝土。

2钻孔灌注桩施工工艺

2.1 施工准备

钻孔灌注桩由于其施工速度快，受气候环境影响小，因而被普遍采用。对原地面平整后钻机进入工地进行钻孔施工。施工前设置泥浆池、沉淀池，测设桩位。桩位用骑马桩固定位置，用水准仪测量地面标高，确定钻孔深度。

2.2 泥浆制备

选用粘性土造浆，泥浆的比重、粘度、含砂率、胶体率、失水量、静切力、酸碱度等指标符合该地层护壁要求，泥浆试验完成后，填写泥浆试验记录表。

2.3 埋设护筒

孔口护筒采用钢板制作，内径比桩径大200～400mm，根据桩位现场情况决定护筒长度，护筒顶端高度，应高出地下水位1.0～2.0m，当护筒处于旱地时，还应高于地面0.3m。护筒底端埋置深度也应根据不同情况分别对待。护筒采用人工开挖埋设，入土较深时，辅以锤击、压重振动、筒内除土等方法沉入。护筒底部与土层相接处用粘土夯实，护筒外面与原土之间也要用粘土填满、夯实，严防地表水顺该处渗入。埋设护筒要求准确竖直，护筒顶面中心和护筒底面中心位置与设计偏差应小于50mm，护筒竖向的倾斜度不得大于1%[5]。

2.4 钻机就位

钻机就位时用方木垫平，将钻头中心线对准桩孔中心，误差控制在20mm以内。

2.5 钻孔

采用冲击钻机成孔，开钻时先在孔内灌注泥浆，孔内有水时，可直接投入粘土，用冲击锥以小冲程反复冲击造浆。钻机冲程应根据土层情况分别确定，坚硬基岩采用高冲程(1000mm)，卵石夹土层采用中冲程(750mm)。钻进过程中，始终保持孔内水位高出地下水位1.5～2.0m并低于护筒顶面0.3m以防溢出，同时要按时掏渣，掏渣后应及时向孔内添加泥浆或补水，以维持水头高度。钻进中用检孔器检孔，据此调整钻机位置，保证成孔质量。

2.6 第一次清孔

终孔检查后，应迅速清孔，清孔的目的是使孔底沉碴、泥浆相对密度、泥浆中含钻渣量和孔壁厚度等指标符合规范要求，为灌注混凝土创造良好的条件。清孔方法采用换浆法，即注入符合规定稠度的泥浆，稀释孔中稠浆直至排出的泥浆与稀释浆液等密度。钻孔至设计高程后，经过孔深、孔径、钻孔倾斜度检查，符合要求后，用换浆法清孔，清孔时注意保持孔内水头，防止坍孔。达到规范要求的清孔标准后，即可停止清孔。

2.7 钢筋笼制作安装

2.7.1钢筋笼按设计图纸加工成型后运至施工现场，按类别堆放整齐待用，15m以上钢筋笼分两节预制，在孔口用单面搭结焊接，主筋与主筋采用闪光对焊，主筋与箍筋采用点焊，螺旋筋采用梅花型交叉点焊。

2.7.2制作方法：加强筋成型法。制作时，按设计尺寸做好加强筋圈，标出主筋位置。焊接时，使加强筋上任一主筋的标记对准主筋中部，扶正加强筋，逐根按设计尺寸和间距焊好，然后将骨架搁于支架上，套入盘筋，按设计位置布好螺旋筋并绑扎于主筋上，点焊牢固。成型钢筋笼架空堆放，经质检员检查合格并经监理工程师验收通过后使用，并认真做好隐蔽工程检查记录。

2.7.3钢筋保护层设置：图纸设计钢筋保护层为Φ16定位钢筋，注意其位置及间距，保证焊接质量。

2.7.4钢筋笼安装：用汽车吊吊入孔内，钢筋笼一次起吊第一道加强筋处，用Φ16钢筋焊2个吊点，钢筋笼入孔时，对准孔位，吊直扶稳，缓慢下沉，避免碰撞孔壁。钢筋笼下到设计位置后，孔采用吊筋固定，防止钢筋笼上浮。混凝土灌注完毕初凝后，将定位骨架竖向筋割断，使钢筋笼不影响混凝土的收缩，避免钢筋与混凝土的粘结力受损失。

2.8 导管安装

导管用Φ250mm无缝钢管制作，每节长2.0～5.0m，配1～2节长1.0～1.5m短管，丝扣连接。使用前对导管进行水密、承压和接头抗拉试验，保证导管不漏水、不脱节。导管安装后，其底部距孔底应有0.3～0.5m的空间。混凝土浇筑支架用型钢制作，用于支撑悬吊导管，吊挂钢筋笼，上部放置混凝土漏斗。

2.9 第二次清孔

在第一次清孔达到要求后，由于安放钢筋笼及导管，这段时间内，孔底又会产生沉渣，所以钢筋笼及导管就位后，利用导管进行第二次清孔。清孔的方法是在导管顶部安装一个弯头和皮笼，用泵将泥浆压入导管内，再从孔底沿着导管置换沉渣。清孔标准是孔深达到设计要求，孔底泥浆密度≤1.15，复测沉碴厚度在设计要求以内，清孔完成后，立即浇注水下混凝土。

2.10 水下混凝土灌注

2.10.1 钢筋笼安装完毕，进行隐蔽工程验收，合格后立即灌注水下混凝土。混凝土应具有良好的和易性，坍落度为18～22 cm。水下混凝土灌注采用φ250 mm导管，导管按入孔顺序逐节编号和标定累计长度，导管使用前做试拼水密承压接头抗拉等试验，破损的密封圈及时更换。

2.10.2灌注前，对孔底沉渣再进行一次测定。如厚度超过规定，用喷射法使孔底沉渣悬浮，然后立即灌注首批水下混凝土。

2.10.3 导管底部至孔底的距离为0.3～0.5m。开始灌注水下混凝土时，必须储备足够的混凝土，使导管第一次埋入混凝土面以下不少于1.0m，确保水下混凝土质量，储料斗容积根据计算确定。孔口安装排浆泵，返出的泥浆回收到泥浆池中。

2.10.4导管埋深控制在2～6m，设专人测管埋深及管内外混凝土的高差，以确定每次拆导管数量，填写混凝土灌注记录。

2.10.5水下混凝土必须连续施工，对灌注过程中的一切故障记录备案。

2.10.6控制最后一次灌注量，桩顶不得偏低，混凝土层存在一层与承台混凝土接触的浮浆层需要凿除，为此混凝土面高出设计桩顶高0.5～1.0m，在承台基坑开挖后，将设计桩顶标高以上的部分用风镐凿去。

2.11 验桩

在钻孔桩完成进行下步工序施工前，逐根对桩身混凝土质量进行检测。桩基采用无破损超声波检测混凝土质量及桩基承载力。